捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）/全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）組合導(dǎo)航將具有長時(shí)間高精度特性的GPS和具有短時(shí)間內(nèi)高精度特性的INS有機(jī)的結(jié)合起來,以其定位精度高、測量性能好、可靠性高和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域具有廣泛的發(fā)展前景,成為組合導(dǎo)航的研究重點(diǎn)和應(yīng)用熱點(diǎn)。但是,在民用領(lǐng)域里的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）中,大多使用MPU6050這類集成芯片作為測量單元,且采用積分的方法進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算,導(dǎo)致捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的姿態(tài)角和加速度測量精度不高,長時(shí)間的累計(jì)誤差較大。GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)中,GPS接收機(jī)的容易受到外界環(huán)境的干擾,在有遮擋的情況下,導(dǎo)致GPS信號不穩(wěn)定,定位精度低。針對捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)中存在的問題,本文深入研究了GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。針對低成本的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）精度不足,以及姿態(tài)角解算中姿態(tài)角誤差隨時(shí)間推移而不斷增長的問題,提出了一種基于PID+Kalman的算法,對陀螺儀、加速度計(jì)信號和姿態(tài)角誤差進(jìn)行PID+Kalman的融合修正,實(shí)現(xiàn)了姿態(tài)角的短時(shí)間高精度測量和長時(shí)間穩(wěn)定輸出。研究了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）/全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

GPS衛(wèi)星星座Fig1.1GPSsatelliteconstellation

內(nèi)和 軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。（2） 地球坐標(biāo)系（ 系， ）地球坐標(biāo)系 如圖2.1所示。其原點(diǎn)取在地球質(zhì)心， 軸沿著極軸方向， 軸在赤道平面與子午線面的交線上， 軸也在赤道平面內(nèi)并與 ， 軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。從本初子午線開始，經(jīng)度向東為正，向西為負(fù)。地球坐標(biāo)系相對于慣性坐標(biāo)系以地球自轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角速度 = 15.0411°/ = 7.2921 × 10 / 。

eXeY L圖 2.1 地球坐標(biāo)系與地理坐標(biāo)系.1 The earth coordinate system and the geographical coordinate體坐標(biāo)系（ 系， ） 如圖所 2.2 示。該坐標(biāo)系固定在載體上，原點(diǎn)與載體的質(zhì)心重合。 軸沿著機(jī)體縱軸方向并向并指向左， 軸垂直于 平面沿著機(jī)體垂成右手坐標(biāo)系。載體坐標(biāo)系相對于地理坐標(biāo)系的方的俯仰角 、傾斜角 和航向角 統(tǒng)稱為姿態(tài)角。運(yùn)標(biāo)系相對于地理坐標(biāo)系或地球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角來確定

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于Kalman濾波算法的姿態(tài)傳感器信號融合技術(shù)研究[J]. 陳航科,張東升,盛曉超,王凱.  傳感器與微系統(tǒng). 2013(12)
[4]基于卡爾曼濾波的MEMS陀螺儀漂移補(bǔ)償[J]. 陳晨,趙文宏,徐慧鑫,周芬芬,安平.  機(jī)電工程. 2013(03)
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[7]SINS/GPS制導(dǎo)彈藥導(dǎo)航坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法研究[J]. 劉大衛(wèi),夏群力,溫求遒,武濤.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2010(05)
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博士論文
[1]多旋翼無人機(jī)的姿態(tài)與導(dǎo)航信息融合算法研究[D]. 張欣.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2015

碩士論文
[1]卡爾曼濾波在INS/GPS組合導(dǎo)航中的應(yīng)用研究[D]. 謝木生.中南大學(xué) 2013
[2]GPS/INS組合導(dǎo)航算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉帥.解放軍信息工程大學(xué) 2012
[3]GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 黃兵超.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]卡爾曼濾波在INS/GPS組合導(dǎo)航中的應(yīng)用研究[D]. 李大威.中北大學(xué) 2006
[5]捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與航姿算法技術(shù)研究[D]. 韓旭.哈爾濱工程大學(xué) 2005



本文編號：3510562